Главная       Дисклуб     Что нового?       Наверх   

 

 

О термоядерном синтезе

Работы по созданию источника энергии путем управляемого термоядерного синтеза (УТС) относятся к сверхзатратным проектам. Обоснованность этих работ вызывает большие сомнения, поскольку всем известно, что увеличение в ядре атома количества протонов (одноименно заряженных частиц) при синтезе приводит к возрастанию потенциальной энергии кулоновского расталкивания. По закону сохранения энергии для этого необходима затрата соответствующего количества кинетической энергии для приближения протона, преодолевая кулоновское отталкивание, к ядру на расстояние (10-13 см), при котором протон захватывается внутриядерными силами. Основным направлением выбрали синтез двух ядер водорода в ядро гелия путем нагрева смеси до температур более 109 К, словно забывая, что при этом в водородно-геливой плазме вероятность распада ядер гелия превышает вероятность синтеза, поскольку кулоновские силы препятствуют синтезу и способствуют распаду.

Расчет на то, будто кулоновские силы по крайней мере на два порядка слабее внутриядерных, ошибочен, поскольку, например, в ядре гелия 2Н4 для удержания двух протонов требуются ядерные силы четырех нуклонов и нет стабильных ядер, в которых число нуклонов не превышало бы число протонов (не считая протия, имеющего всего один протон). Отсюда можно заключить, что в пересчете на один нуклон внутриядерные силы (ВЯС) слабее кулоновских.

Кстати, ВЯС считают силами притяжения, хотя всем известно, что добавление нейтрона в ядро дейтерия порождает неустойчивое ядро трития, а добавление нейтрона в ядро урана приводит к распаду последнего. Можно утверждать, что для устойчивости ядра любого элемента требуется определенное соотношение количества протонов и нейтронов, при котором кулоновские силы расталкивания и внутриядерные процессы (например, взаимопревращения протонов и нейтронов) не выводят ядро за пределы устойчивости. Получение энергии возможно при распаде ядер, что и реализовано в атомных реакторах. Синтез ядер с увеличением количества протонов возможен только при затрате энергии.

Можно предположить, что надежда на получение энергии при синтезе основана на слепой вере, будто именно термоядерный синтез гелия в недрах Солнца является источником его энергии. Однако для искусственного синтеза гелия решили использовать синтез тяжелых изотопов водорода, хотя в спектре солнечного излучения дейтерия всего около 10-3% (протия – 75%), а тритий отсутствует. Установленный факт, что температура солнечной поверхности в тысячу раз ниже температуры короны, на протяжении многих лет считается одной из неразрешимых загадок. Но начала термодинамики и жизненный опыт показывают, что источник тепла находится там, где самая высокая температура. Естественно предположить, что источником энергии Солнца является распад гелия в солнечной короне.

Уже отмечалось, что в водородно-гелиевой плазме распад гелия проходит интенсивней, чем его синтез, что компенсирует потери энергии на излучение. В короне Солнца существуют условия, при которых возможны как синтез гелия, так и его распад, благодаря чему поддерживается температура, близкая к постоянной. При локальном перегреве повышаются интенсивность излучения (протуберанец) и синтеза с затратой энергии, а при локальном понижении температуры ослабевают интенсивность излучения (темное пятно) и синтеза, а распад продолжается для восстановления средней температуры.

Установлено, что интенсивность спектральных линий лития, бора и бериллия в спектре излучения Солнца на много порядков (до 10) меньше, чем в спектре космических лучей. Можно предположить, что в условиях плазмы короны распад и синтез ядер этих элементов происходит более интенсивно, чем ядер гелия. Превосходство распада над синтезом привело к их почти исчезновению. Роль лития и бериллия в энергетике Солнца показана в работе Б.М. Кужевского «Объект исследования – Солнце» («Наука в России», т. 4, 2002. С. 4–11). Утверждается, что в результате синтеза двух ядер гелия могут образовываться изотопы лития и радиоактивный изотоп бериллий-7, который в свою очередь преобразуется в стабильный изотоп литий-7.В соответствии со спектром космических лучей бериллия должно быть меньше, чем лития, но в солнечном спектре – наоборот, причем концентрация бериллия увеличивается с возрастанием активности Солнца. Можно сделать вывод, что в указанном выше процессе регулирования интенсивности излучения Солнца наряду с гелием принимают участие также литий, бор и бериллий. Их ядра при перегреве синтезируются из ядер гелия (с поглощением энергии), а при переохлаждении распадаются (с выделением энергии).

Распространено убеждение, будто огромная мощность водородной бомбы получается в результате синтеза тяжелых изотопов водорода. В Интернете есть информация, что в заряд атомной бомбы встраивается дейтерид лития. Предполагается, что в зоне взрыва атомного заряда литий распадается на гелий и тритий, который затем вступает в термоядерную реакцию синтеза с дейтерием, выделяя огромную энергию. Однако в Интернете есть информация о том, что после взрыва «водородной» бомбы в атмосфере появляется «стократное повышение концентрации трития», что может указывать на отсутствие его синтеза с дейтерием. На основании вышеизложенного можно предположить, что огромная мощность получается в результате распада ядер лития, возбужденных ядер гелия (осколков ядер лития) и взрывного сгорания выделившегося водорода. При этом не достигаются условия, при которых возможен синтез. Конечно, в ядре легкого элемента запас энергии меньше, чем в ядре тяжелого, но распад тяжелого растянут во времени, а есть информация о том, что 99% энергии «водородной» бомбы выделяется в последние 0,7 мкс.

 

Александр Михайлович Кубарев

Нижний Новгород